Jurnal Maestro Vol. 2. No. 1 April 2019, ISSN 2655-3430 | 185
SIMULASI DAN KAJIAN PERBANDINGAN
METODE OPTIMASI JARINGAN LTE (LONG
TERM EVOLUTION) DENGAN PEMASANGAN
REPEATER, PERENCANAAN IN BUILDING
COVERAGE DAN UPGRADE CARRIER MODULE DI
APARTEMEN SAINT MORITZ
Fiki Maulana1, Peby Wahyu Purnawan21. Teknik Elektro, Universitas Budi Luhur
Jakarta, Indonesia
fikimaulana17@gmail.com
2. Teknik Elektro, Universitas Budi Luhur
Jakarta, Indonesia
pebywahyupurnawan@budiluhur.ac.id
ABSTRAK
Tingginya kebutuhan layanan komunikasi di perkotaan yang pada saat ini sangat membutuhkan layanan dengan jaringan komunikasi yang cepat dan handal. Masyarakat kota pada saat ini mulai tinggal di apartemen yang memiliki masalah dengan kualitas jaringan. Salah satunya di Apartemen Saint Moritz Jalan Puri Indah Raya, Puri Indah CBD Blok U1, Kembangan Selatan, Jakarta Barat. Tingginya gedung apartemen menjadi masalah dalam pelayanan kualitas teknologi seluler yang sudah tersedia, sehingga perlu dilakukan optimasi jaringan agar mendapatkan kualitas layanan yang lebih baik. Berdasarkan hasil pengukuran di salah satu lantai yaitu lantai 19, diperoleh nilai RSRP -103.7 dBm dengan nilai SINR 3 dB dengan hasil pengukuran throughput uplink 0.92 Kbps dan downlink 2.04 Kbps pada jaringan LTE. Berdasarkan kendala maka dilakukan optimasi untuk memperbaiki kondisi tersebut. Dalam hal ini menggunakan 3 skenario yang dilakukan yaitu pemasangan repeater, perencanaan IBC dan upgrade carrier module. Untuk pemasangan repeater dan perencanaan IBC perlu dilakukan dimensioning secara kapasitas dan cakupan untuk menentukan jumlah antenna, dan disimulasikan dengan software RPS 5.4, kemudian diperoleh parameter RF berupa RSRP dan SINR. Sedangkan untuk upgrade carrier module disimulasikan dengan software Atoll 3.3.0.7383 dengan mengubah carrier pada engineer parameter menjadi lebih besar, sehingga diperoleh adanya peningkatan parameter RF. Berdasarkan hasil analisis dan simulasi, maka diperoleh hasil pada skenario pemasangan repeater pada lantai 3 diperoleh kebutuhan 3 antena dengan nilai mean RSRP -52.04 dBm dan SINR 10.33 dB, sedangkan lantai 19 dan 56 diperoleh kebutuhan 3 antena dengan nilai mean RSRP -66.32 dBm. Pada skenario perencanaan IBC di lantai 3 diperoleh kebutuhan 2 antena dengan nilai mean RSRP -56.51 dan SINR 18.36 dB, sedangkan lantai 19 dan 56 diperoleh kebutuhan 5 antena dengan nilai mean RSRP -58.31 dBm dan SINR 11.34 dB. Pada skenario upgrade carrier module diubah menjadi 15 MHz dengan throughput 36.568 Mbps dan mean RSRP -86.6 dBm. Kemudian berdasarkan analisis perbandingan maka diputuskan skenario yang paling efektif adalah perencanaan IBC. Kata Kunci: LTE, RSRP, SINR, Throughput, IBC, Repeater, Carrier Module
ABSTRACT
The high need for communication services in urban areas, which currently requires services with a fast and reliable communication network. Urban communities are now starting to live in apartments that have problems with network quality. One of them is Saint Moritz Apartment Jalan Puri Indah Raya, Puri Indah CBD Blok U1, Kembangan Selatan, West Jakarta. The high level of apartment buildings is a problem in the service quality of cellular technology that is already available, so network optimization needs to be done in order to get better service quality. Based on the measurement results on one floor, the 19th floor, RSRP -103.7 dBm was obtained with a 3 dB SINR value with the results of uplink 0.92 Kbps and downlink 2.04 Kbps measurements on the LTE
Jurnal Maestro Vol. 2. No. 1 April 2019, ISSN 2655-3430 | 186
network. Based on the constraints, optimization is carried out to improve the condition. In this case, we use 3 scenarios that are done, namely the installation of repeaters, IBC planning an upgrade of the carrier module. For repeater installation and IBC planning, dimensioning is needed in capacity and coverage to determine the number of antennas, and simulated with RPS 5.4 software, then RF parameters are obtained in the form of RSRP and SINR. As for upgrading the carrier module, it is simulated with Atoll 3.3.0.7383 software by changing the carrier to the parameter engineer to be greater, so that there is an increase in RF parameters. Based on the results of the analysis and simulation, the results obtained on the repeater installation scenario on the 3rd floor obtained 3 antennas with mean RSRP -52.04 dBm and SINR 10.33 dB, while the 19th and 56th floors obtained 3 antennas with a mean of -66.32 dBm RSRP. In the IBC planning scenario on the 3rd floor, 2 antennas were needed with a mean value of RSRP -56.51 and SINR 18.36 dB, while the 19th and 56th floors were needed for 5 antennas with a mean RSRP -58.31 dBm and SINR 11.34 dB. In the upgrade scenario, the carrier module is changed to 15 MHz with a throughput of 36,568 Mbps and mean RSRP -86.6 dBm. Then based on comparative analysis, it is decided that the most effective scenario is IBC planning.
Keywords— LTE, RSRP, SINR, Throughput, IBC, Repeater, Carrier Module
I. PENDAHULUAN
Semakin tingginya kebutuhan manusia akan layanan informasi yang saat ini kecepatan merupakan hal yang sangat penting dalam aspek
layanan jaringan seluler. Jaringan Long Term
Evolution (LTE) saat ini dinilai bisa menjadi
teknologi seluler yang menghadirkan kecepatan yang semakin cepat demi kebutuhan akan intensitas pemakaian data. Para pengguna LTE yang mayoritasnya tinggal di daerah padat penduduk terutama di Apartemen, seringkali tidak mendapat layanan karena tingginya gedung yang menyebabkan tidak adanya jaringan seluler. Salah satunya di Apartemen St. Moritz yang berada di daerah Puri Kembangan. Untuk mewujudkan layanan akses data yang cepat, perlu adanya optimasi pada jaringan LTE di area gedung tersebut.
Dari hasil penelitian sebelumnya, pada [1] melakukan optimasi jaringan 3G menggunakan
repeater di PT SICPA PERURI SEKURINK, hasil
yang didapatkan parameter RSCP, RSSI, dan Ec/No menjadi lebih baik dibandingkan sebelum adanya
pemasangan repeater. Pada [2] mengoptimasi
jaringan LTE dengan melakukan perancanaan
jaringan indoor LTE di stasiun gambir dengan cara
melakukan perhitungan secara kapasitas dan
cakupan. Disimulasikan dengan software RPS 5.4
yang hasilnya RSRP mendapatkan nilai -42.80 dBm, nilai SINR didapatkan 12.12 dB, dan nilai
throughput 1008 Kbps. Pada [3] optimasi jaringan
dengan cara melakukan perencanaan In Building
Coverage pada gedung UNISBA dengan hasil pada
parameter RSRP berkisar -55.9 dBm hingga -12.08 dBm dan SINR berkisar dari 22.66 dB hingga 40.99 dB dengan hasil itu sudah memenuhi standard KPI operator yang diteliti. Pada [4] optimasi jaringan
LTE dengan menggunakan struktur TDD subframe
yang berbeda, physical tunning, dan implementasi
higher-order MIMO hasil yang didapatkan nilai
RSRP meningkat dari 100% ≤ -80 dBm menjadi
94,48% ≥ -80 dBm dengan target KPI 80% ≥ -80
dBm. Pada [5] optimasi jaringan LTE menggunakan
metode drive test dengan software Nemo Handy.
Hasil yang didapatkan mengalami kenaikan 44,4%
pada parameter RSRP dan 25,1% pada parameter SINR.
Berdasarkan penelitian sebelumnya, maka dalam tugas akhir ini akan dilakukan 3 skenario yaitu
pemasangan repeater, perencanaan In Building
Coverage (IBC) dan upgrade carrier module untuk
mengoptimalkan jaringan LTE pada Apartemen St. Moritz. Untuk skenario perencanaan IBC dan
pemasangan repeater perlu dilakukan dimensioning
secara cakupan dan kapasitas untuk menentukan
jumlah antenna indoor, dan disimulasikan
menggunakan software RPS 5.4, dan pada skenario
upgrade carrier module dilakukan menggunakan software Atoll 3.3.0.7383 dengan menambah carrier
menjadi menjadi lebih besar. Parameter yang digunakan yaitu RSRP dan SINR. Dengan adanya skenario tersebut, maka dipilih solusi yang terbaik dalam menanggulangi masalah yang terjadi pada Apartemen St. Moritz.
II.LONG TERM EVOLUTION
LTE (Long Term Evolution) adalah nama yang
diberikan pada sebuah projek dari Third Generation
Partnership (3GPP) untuk memperbaiki standard mobile phone generasi ke 3 (3G) yaitu UMTS
WCDMA. LTE ini merupakan pengembangan dari teknologi sebelumnya, yaitu UMTS (3G) dan HSPA (3,5G) yang mana LTE disebut sebagai generasi ke-4 (ke-4G). Pada UMTS kecepatan transfer data maksmum adalah 2Mbps, pada HSPA kecepatan
transfer data mencapai 14 Mbps pada sisi downlink
dan 5,6 Mbps pada sisi uplink. Pada LTE ini
kemampuan dalam memberikan kecepatan hal transfer data dapat mencapai 100 Mbps pada sisi
downlink dan 50 Mbps pada sisi uplink. Selain itu
LTE ini mampu mendukung semua aplikasi yang ada
baik voice, data, video, maupun IP TV. LTE
diciptakan untuk memperbaiki teknologi sebelumnya. Kemampuan dan keunggulan dari LTE terhadap teknologi sebelumnya selain dari kecepatannya dalam transfer data tetapi juga karena
LTE dapat memberikan coverage dan kapasitas dan
layanan yang lebih besar, mengurangi biaya dalam
operasional, mendukung penggunaan multiple
Jurnal Maestro Vol. 2. No. 1 April 2019, ISSN 2655-3430 | 187
operasinya dan juga dapat terhubung atau terintegrasi dengan teknologi yang sudah ada. 3GPP mempunyai suatu latar belakang selama 10 tahun untuk pengembangan WCDMA karena 3GPP berawal dan
tahun 1998. 3GPP release dimulai dan WCDMA
release, release99 dan diikuti release berikutnya.
Gambar 1. Arsitektur Jaringan LTE
Pada arsitektur jaringan LTE, terdapat empat
level utama yaitu : User Equipment (UE), Evolved
UTRAN (E-UTRAN), Evolved Packet Core (EPC),
dan IMS (cloud). [6] 2.1 In Building Coverage
In-building coverage solution merupakan suatu
sistem yang diterapkan dalam gedung untuk mendukung sistem luar gedung (makrosel dan mikrosel outdoor) dalam memenuhi layanan seluler dan wireless. Perencanaan sel dalam gedung (Indoor
coverage) meliputi perencanaan area cakupan sesuai dengan komitmen area, kapasitas trafik sesuai kebutuhan dan kualitas sinyal yang memuaskan pelanggan, serta dengan interferensi yang kecil. Pemenuhan akan kebutuhan sinyal dalam gedung sudah merupakan sebuah kebutuhan mendasar. Aplikasi sistem ini sangat populer di kota megapolitan dimana banyak bangunan superblock terintegrasi, gedung tinggi, tunnel dimana kondisi di dalam gedung tersebut sangat sulit menerima sinyal dari tower telekomunikasi bahkan tidak dapat
menerima sinyal sama sekali. Prinsip kerja sistem
ini secara sederhana adalah memanfaatkan sistem
distribusi antena indoor untuk mendistribusikan
sinyal dari eNodeB/Repeater, sehingga semua sisi
bangunan dapat terjangkau sinyal dengan baik.
Secara sederhana, sebuah sistem Indoor coverage
terdiri atas dua bagian yaitu: yang pertama adalah
sumber sinyal: Macrocell BTS, Picocell BTS,
Repeater. Dan yang kedua adalah Distributed Antenna System: Passive Distribution Mode, Active Distribution Mode, Optical Fiber Distribution Mode, Leaky Cable Distribution Mode.
2.1.1Sumber Sinyal
Perangkat yang dijadikan sumber sinyal
diantaranya adalah BTS (Base Transceiver Station),
Repeater dan BBU (Baseband Unit).
2.1.2DAS (Distributed Antenna System)
DAS memiliki fungsi sama dengan antenna BTS outdoor yang dipasang pada menara, yaitu
mendistribusikan sinyal ke masing-masing lantai atau bagian di suatu gedung.
Gambar 2. Implementasi system DAS berupa Passive Distributed Mode
DAS atau penyaluran sistem antena mempunyai
komponen-komponen utama, yaitu Komponen Pasif
terdiri dari power splitter, coupler/tapper, feeder, multiband combiner, antenna omnidirectional dan antenna directional. Sedangkan pada Komponen Aktif yaitu terdiri dari RRU (Radio Remote Unit) dan MU (Master Unit).
2.1.3Kondisi Lingkungan
Faktor pembeda utama antara jaringan indoor
dan jaringan outdoor adalah pada kondisi propagasi.
Secara umum berikut adalah kondisi yang terjadi
pada perancangan indoor:
1. Jarak yang di-cover cukup sempit,
2. Perubahan posisi karena mobilisasi user,
3. Penyebab loss diantaranya dinding,
furniture dan manusia.
2.1.4Tipikal Lokasi
Gedung perkantoran, apartemen, Mall, rumah
sakit, dan Bank adalah beberapa contoh lokasi
penerapan picocell.
III.PERANCANGANSISTEM
Jurnal Maestro Vol. 2. No. 1 April 2019, ISSN 2655-3430 | 188
3.1 Pengumpulan Data dan Survei
Pada proses ini dilakukan pengumpulan data dan survei lokasi untuk kelayakan perencanaan. Proses tersebut meliputi pengecekan data gedung berupa jumlah lantai apartemen, tinggi gedung, material gedung, dll. Data tersebut akan sangat
membantu pada saat proses capacity dimensioning
dalam penentuan jumlah antena yang digunakan dalam perencanaan.
Gambar 4. Apartemen Saint Moritz
Pada gambar 4 merupakan gedung Apartemen St. Moritz salah satu apartemen di Jakarta Barat yang berlokasi di Jalan Puri Indah Raya, Puri Indah CBD Blok U1, Kembangan Selatan, Jakarta Barat. Luas area Apartemen St. Moritz untuk lantai 3, 19,
dan 56 yaitu 1121 m2.
Tabel 1. Spesifikasi data untuk jaringan LTE di Apartemen St. Moritz
Parameter
Specification Nilai
User Environment Indoor
Frequency 1800 MHz
Model Propagation COST 231 Multi Wall
Bandwidth
Frequency 10 MHz
Number Resource
Block 50
Antenna MIMO 2 x 2
Spesifikasi data untuk jaringan LTE di Apartemen St. Moritz menggunakan frekuensi 1800 MHz, untuk model propagasi menggunakan COST 231 Multi Wall karena model propagasi ini yang
paling cocok untuk digunakan pada jaringan indoor.
Bandwidth frekuensi yang digunakan ialah 10 MHz
yang mempunyai Number Resource Block 50 dan
menggunakan antenna MIMO 2 x 2.
Tabel 2. Estimasi Jumlah User
Lantai Luas Area KapasitasTotal
3 1121 m2 117
19 1121 m2 117
56 1121 m2 117
Pada Tabel 2 merupakan estimasi jumlah
user di Apartemen St. Moritz pada lantai 3, 19, dan
56. Total kapasitas dihitung berdasarkan teori dari
Neufert [7] tentang luas ruang gerak manusia yang
ideal yaitu 9,6 m2, sehingga diperoleh estimasi
jumlah user 117 orang.
3.2 Walk Test Before
Proses walktest before dilakukan untuk
mengukur level daya sinyal dan kualitas sinyal LTE yang diterima di dalam gedung. Pada tugas akhir ini,
walktest dilakukan pada 3 lantai gedung, yaitu lantai
3, lantai 19 dan lantai 56. Hal tersebut dilakukan karena belum adanya jaringan LTE yang tersedia sehingga dipilih lantai yang dapat mewakili keseluruhan lantai dengan mengambil lantai 3, 19 dan 56.
3.3 Skenario Perancangan Sistem
Pada penelitian tugas akhir ini, dilakukan dengan 3 skenario dalam optimasi jaringan LTE di Apartemen St. Moritz. Ketiga skenario tersebut
diantaranya: Pemasangan Repeater, Perencanaan
IBC, dan Upgrade Carrier Module.
3.3.1Pemasangan Repeater
Dengan skenario ini, dilakukan pemasangan
perangkat repeater untuk memperkuat daya yang
didistribusikan ke dalam Apartemen St. Moritz.
Dengan penambahan repeater maka diperlukan satu
site donor yang dijadikan referensi dan kapasitas
sistem repeater masih tergantung pada jumlah
kapasitas dari site donor tersebut. Untuk skenario
pemasangan repeater, maka perlu dilakukan
capacity dimensioning dan coverage dimensioning
untuk mengetahui jumlah antena yang dibutuhkan.
3.3.1.1Capacity Dimensioning
Dalam capacity dimensioning dianalisis
jumlah user yang dapat ditampung oleh antena
repeater, dalam hal ini tidak ada penambahan
perangkat sehingga tidak ada peningkatan jumlah
user, karena skenario pemasangan repeater hanya
menggunakan site donor. Sehingga dari sisi
kapasitas masih menggunakan kapasitas eNode B donor. Kemampuan maksimum dari satu antena
dalam menampung jumlah user adalah 50 user [8],
sehingga dengan jumlah user pada lantai yang
diteliti dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Jumlah sel berdasarkan kapasitas antena
Lantai Jumlah User Jumlah Sel
(orang) (buah)
3 117 3 19 117 3 56 117 3
3.3.1.2Coverage Dimensioning
Tahap ini sangat penting dilakukan saat melakukan perencanaan jaringan seluler. Proses ini termasuk melakukan pemilihan model propagasi
yang digunakan berdasarkan area target planning,
populasi dan clutter. Pemakaian propagasi model
Jurnal Maestro Vol. 2. No. 1 April 2019, ISSN 2655-3430 | 189
untuk memprediksi signal propagation behaviour.
Proses ini juga dilakukan pada skenario perencanaan IBC.
MAPL = UE + UE + OG − FM − IM − BL − PL − PL + EAG − CL − RS (1)
= − + + − − −
− − + − (2)
Perhitungan luas cell pada perencanaan
jaringan indoor LTE menggunakan cell model
hexagonal. Dalam menghitung luas cell, skema yang
digunakan adalah omnidirectional antenna.
Persamaan luas cell hexagonal model dirumuskan
sebagai berikut.
= 2,6 (3)
Persamaan yang digunakan untuk menghitung
jumlah site yang dibutuhkan.
∑ = (4)
3.3.2Perencanaan IBC
Pada skenario perencanaan IBC, hampir sama
dengan skenario penambahan repeater, perbedaan
yang paling mendasar adalah pada skenario perencanaan IBC, terdapat penambahan kapasitas
rill, karena dilakukan seperti pembangunan site baru
dan tanpa menggunakan site donor. Untuk
menentukan jumlah antenna yang dibutuhkan, maka
dilakukan dimensioning secara kapasitas dan
cakupan.
3.3.2.1Capacity Dimensioning
Tujuan dari capacity dimensioning adalah
untuk mengetahui jumlah site yang dibutuhkan
sesuai dengan trafik/kapasitas yang diperlukan.
Pada umumnya proses perhitungan capacity
dimensioning terbagi menjadi 2 bagian, Single Site Dimensioning dan Total Network Throughput. Capacity dimensioning bagian single site dimensioning adalah proses melakukan dimensioning berdasarkan parameter seperti duplex mode dan system bandwidth dan lain-lain. Tujuan
dari single site dimensioning adalah untuk
mengetahui kapasitas per site-nya. Total Network
Throughput dimensioning adalah proses melakukan dimensioning berdasarkan traffic model dan service model.
Tabel 4. Parameter Model Layanan LTE [9]
Tabel 5. Parameter Model Trafik LTE [9]
Penentuan parameter model layanan trafik
digunakan untuk menentukan single user
throughput yang merupakan kecepatan minimal
yang diterima oleh pengguna dalam jam sibuk. Dengan berdasarkan pengguna yang menempati tipe daerah tertentu. Dan berikut adalah persamaan dari
Throughput/Session (Kbit). ( )= ( × × ) ( ) (5) ℎ ℎ = (∑( ℎ ℎ × × )) × 1 + )/ 3600 (6)
Tabel 6. Nilai umum untuk Peak to Average Ratio
ℎ ℎ ( ) =
ℎ ℎ ( ) × (7)
Throughput tersebut harus dikonversi menjadi throughput pada layer MAC karena throughput single site capacity adalah throughput pada layer
MAC dan throughput yang akan diperoleh user
adalah throughput pada layer MAC/Phy.
ℎ ℎ = . % (8)
Tabel 7. Average SINR 1800 MHz Distribution
Perhitungan kapasitas cell pada sisi Downlink
(DL Cell Throughput)dan Uplink (UL Cell Throughput)menggunakan persamaan berikut:
+ = (168 − 36 − 12) ×
( ) × ( ) × × × 1000 (9)
+ = (168 − 24) × ( ) ×
( ) × × × 1000 (10)
Setelah mendapatkan hasil Total Network
Throughput dan Single Site Capacity, selanjutnya Morphology Dense Urban Urban Sub urban Rural Area Peak to Average 40% 20% 10% 0%
Jurnal Maestro Vol. 2. No. 1 April 2019, ISSN 2655-3430 | 190
adalah menghitung jumlah site yang dibutuhkan dari
sisi capacity dimensioning.
N ( / ) = / / (11)
Perencanaan jaringan indoor LTE di frekuensi
1800 Mhz, digunakan model propagasi indoor
COST 231 Multi-Wall yang dapat memodelkan
propagasi sinyal untuk frekuensi 1800 Mhz di dalam
gedung. COST 231 Multi-Wall model merumuskan
path loss yang terjadi dengan pemodelan Free Space
Loss dengan menambahkan nilai loss yang
disebabkan oleh dinding dan lantai. Pemodelan
propagasi COST 231 Multi-Wall dirumuskan pada
persamaan berikut.
= + + ∑ + [( )/( ) ] (12)
3.3.3Upgrade Carrier Module
Upgrade module carrier ditujukan untuk
menambah kapasitas jaringan. Dengan dilakukannya hal ini akan mampu memperbaiki performa jaringan dalam menangani jumlah user yang lebih banyak. Metode ini dilakukan disisi eNode B, sehingga kapasitas dari eNode B akan
bertambah untuk menampung user. Dalam hal ini
dilakukan peningkatan carrier module dari 10 MHz
menjadi 15 MHz.
IV.SIMULASIDANANALISA
4.1 Data Existing
Data existing bertujuan untuk mengetahui
kondisi jaringan yang sudah ada. Berikut adalah data
existing sebelum dilakukan optimasi jaringan LTE.
4.1.1 Walk Test
Berikut merupakan hasil walktest sebelum
dilakukan optimasi jaringan LTE menggunakan
aplikasi G-NetTrack Pro yang telah dilakukan di
Apartemen St. Moritz pada Lantai 3, Lantai 19,
Lantai 56, dan Outdoor Area.
1. Lantai 3
Gambar 5. Grafik RSRP Lantai 3
2. Lantai 19
Gambar 6. Grafik RSRP Lantai 19
3. Lantai 56
Gambar 7. Grafik RSRP Lantai 56
4. Outdoor Area
Gambar 8. Grafik RSRP Outdoor Area
4.2 Menentukan Peletakkan Antenna yang Ideal Dalam menentukan peletakkan antenna, itu
sangat berpengaruh terhadap hasil coverage dan
biasanya yang sering dilakukan pada implementasi, apabila pada gedung seperti hotel dan apartemen, diletakkan pada area kooridor saja, karena memudahkan ketika implementasi atau saat maintenance.
Berikut adalah simulasi menentukan peletakkan antenna sebagai contoh pada skenario perencanaan IBC. -150 -100 -50 0 1 24 47 70 93 11 6 13 9 16 2 18 5 20 8 23 1 25 4 27 7 RS RP (d Bm ) Time (s)
RSRP Lantai 3
Mean : -96.7 dBm -150 -100 -50 0 1 41 81 12 1 16 1 20 1 24 1 28 1 32 1 36 1 40 1 44 1 RS RP (dBm ) Time (s)RSRP Lantai 19
Mean: -103.7 dBm -300 -200 -100 0 1 45 89 13 3 17 7 22 1 26 5 30 9 35 3 39 7 44 1 48 5 52 9 RS RP (dBm ) Time (s)RSRP Lantai 56
Mean: -117 dBm -150 -100 -50 0 1 12 23 34 45 56 67 78 89 10 0 11 1 12 2 13 3 RS RP (dBm ) Time (s)RSRP Outdoor Area
Mean: -105 dBmJurnal Maestro Vol. 2. No. 1 April 2019, ISSN 2655-3430 | 191
Gambar 9.Peletakan Percobaan 1 Lantai 3
Gambar 10. Peletakan Percobaan 2 Lantai 3
Gambar 11. Peletakan Percobaan 3 Lantai 3
Berdasarkan pada gambar 9, 11, dan 11. Maka dapat disimpulkan peletakan antenna yang ideal dan terbaik itu berada pada percobaan 1, karena memiliki RSRP paling baik dibandingkan dengan percobaan 2 dan 3.
4.3 Pemasangan Repeater
Hal pertama yang dilakukan dalam
pemasangan repeater ialah melakukan walktest
untuk mengetahui jaringan existing kualitas receive
signal level. Berdasarkan hasil walktest, terdeteksi
sinyal dapat dari cell site L_PURI_MAL dan
antenna yang mengarah ke Apartemen St. Moritz yaitu sector 2.
Gambar 12. Site 01JKB021_L_PURIMAL sector 2
4.3.1 Capacity Dimensioning
Dalam capacity dimensioning seperti pada
tabel 3 diperoleh untuk lantai 3, 19, dan 56, masing-masing menggunakan 3 antena.
4.3.2 Coverage Dimensioning
Pada coverage dimensioning, proses pertama
yang harus dilakukan adalah menghitung nilai
Maximum Allowable Pathloss Link (MAPL)
berdasarkan estimasi link budget. Perhitungan
MAPL perlu dilakukan untuk menentukan maksimum loss yang diperbolehkan dari sisi Tx ke
Rx atau sebaliknya. MAPL uplink dan downlink
dapat dihitung menggunakan Persamaan 1 dan 2.
Jurnal Maestro Vol. 2. No. 1 April 2019, ISSN 2655-3430 | 192
Berdasarkan pada Tabel 8 pada sisi perhitungan downlink budget total nilai MAPL-nya adalah 114 dB, sehingga dapat digunakan nilai tersebut untuk mencari diameter sel.
Tabel 9. MAPL Uplink
COST 231 Multiwall model merumuskan path
loss yang terjadi dengan pemodelan Free Space Loss dengan menambahkan nilai loss yang disebabkan oleh dinding dan lantai. Kemudian untuk menghitung diameter sel digunakan MAPL downlink dan uplink sesuai dengan Tabel 8 dan 9
Dengan menggunakan Persamaan 12, maka dapat dihitung diameter sel yang dibutuhkan, kemudian untuk memperoleh luas sel dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 3 dan untuk memperoleh jumlah sel yang dibutuhkan menggunakan Persamaan 4 dengan hasil sebagai berikut. = + + ∑ + [( )/( ) ] = 20 log (1800) + 20 + 32,5 = 65,1054 + 32,5 + 20 log = 65,1054 + 32,5 + 20 log = 97,6054 + 20 log
4.3.2.1 Perhitungan Radius Antena 1. Lantai 3
Tabel 10. Material Loss Penghalang Lantai 3
Material Loss (dB) Value Total (dB) Tembok 3,5 4 14 Lantai Beton 10 1 10 Glass Window 2,85 8 22,8 Wood 2,8 1 2,8 Total (dB) 49,6 = + + ℎ 114 = 20 + 20 + 49,6 114 = 97,6054 + 20 + 49,6 114 = 147,2054 + 20 −33,2054 = 20 −1,66027 = = 10 , = 0,02174 = 21,74 = 2,6 = 2,6 (21,74) = 1228
Jumlah Cell lantai 3;
= =1121 1228 = 0,912 ≈ 1 cell 2. Lantai 19 dan 56
Tabel 11. Material Loss Penghalang Lantai 19 dan 56
Material Loss (dB) Value Total (dB)
Tembok 3,5 4 14 Lantai Beton 10 1 10 Glass Window 2,85 6 17,1 Wood 2,8 5 14 Total (dB) 55,1 = + + ℎ 114 = 20 + 20 + 55,1 114 = 97,6054 + 20 + 55,1 114 = 152,7054 + 20 −35,9054 = 20 −1,79527 = = 10 , = 0,01602 = 16,02 = 2,6 = 2,6 (16,02) = 667,26
Jumlah cell lantai 19
= = 1121
667,26 = 1,68 ≈ 2 cell
Jurnal Maestro Vol. 2. No. 1 April 2019, ISSN 2655-3430 | 193
4.3.2.2 Penentuan Jumlah Antena
Tabel 12. Jumlah Antena
Lantai ∑ sel capacity ∑sel coverage Jumlah Antenna 3 3 1 3 19 3 2 3 56 3 2 3 4.3.3 Hasil Simulasi
Gambar 13. Grafik RSRP Pemasangan Repeater Lantai 3
Gambar 14. Grafik SINR Pemasangan Repeater Lantai 3
Gambar 15. Grafik RSRP Pemasangan Repeater Lantai 19 dan 56
Gambar 16. Grafik SINR Pemasangan Repeater Lantai 19 dan 56
Berdasarkan pada gambar 13, 14, 15, 16 dapat dilihat hasil simulasi pada lantai 3 pada pemasangan
repeater diperoleh nilai rata-rata RSRP -52.04 dBm
dengan Standar Deviasi 8.42, dan nilai SINR rata-rata sebesar 10.33 dB dengan Standar Deviasi 8.25. untuk hasil simulasi lantai 19 dan 56 diperoleh nilai rata-rata RSRP -66.32 dBm dengan Standar Deviasi 14.54 dan nilai SINR rata-rata sebesar 13.18 dB dengan Standar Deviasi 9.52.
4.4 Perencanaan IBC
Pada perencanaan IBC, juga dilakukan
perhitungan secara capacity dimensioning dan
capacity dimensioning sehingga menghasilkan
jumlah antenna yang kemudian disimulasikan pada
software RPS.
4.4.1 Capacity Dimensioning
Berdasarkan tabel 4 dan 5, dengan menggunakan persamaan 6 maka diperoleh single user throughput pada tabel 13.
Tabel 13. Single User Throughput
Selanjutnya dihitung dengan persamaan 7, maka diperoleh data seperti tabel 14 kolom 3 dan 4. Selanjutnya dengan menggunakan persamaan 8, diperoleh data di kolom 5 dan 6 pada tabel 14.
Tabel 14. Total Network Throughput
Selanjutnya setelah menghitung total
network throughput maka mencari nilai single site throughput untuk uplink dan downlink seperti pada
Tabel 15 dan 16 dengan menggunakan Persamaan 9 dan 10.
Jurnal Maestro Vol. 2. No. 1 April 2019, ISSN 2655-3430 | 194
Tabel 16. Single Site Throughput (Uplink Cell)
Setelah mendapatkan nilai single site
throughput downlink dan uplink maka dapat
diperoleh jumlah antenna yang dibutuhkan. Dengan menggunakan Persamaan 11 maka didapatkan jumlah antenna yang dapat dilihat pada Tabel 17 berikut.
Tabel 17. Jumlah Antena
4.4.2 Coverage Dimensioning
Dengan menggunakan Persamaan 1 dan 2
seperti skenario pemasangan repeater maka
diperoleh MAPL pada Tabel 18 dan 19. Selanjutnya dapat dihitung diameter sel dengan menggunakan
nilai dari MAPL sebagai nilai maksimal loss dan
Persamaan 12
Tabel 18. MAPL Downlink
Berdasarkan pada Tabel 18 pada sisi
perhitungan downlink budget total nilai Maximum
Allowed Pathloss Link adalah 112 dB, sehingga
dapat digunakan nilai tersebut untuk mencari diameter sel.
Tabel 19. MAPL Uplink
4.4.2.1 Perhitungan Radius Antena 1. Lantai 3 = + + ℎ 112 = 20 + 20 + 49,6 112 = 97,6054 + 20 + 49,6 112 = 147,2054 + 20 −35,2054 = 20 −1,76027 = = 10 , = 0,0174 = 17,4 = 2,6 = 2,6 (17,4) = 787,176
Jumlah Cell lantai 3;
= = 1121 787,176 = 1,42 ≈ 2 2. Lantai 19 dan 56 = + + ℎ 112 = 20 + 20 + 55,1 112 = 97,6054 + 20 + 55,1 112 = 152,7054 + 20 −40,7054 = 20 −2,03527 = = 10 , = 0,0092 = 9.2 = 2,6 = 2,6 (9,2) = 220,064
Jumlah Cell lantai 19;
= = 1121
220,064 = 5,09 ≈ 5
Jurnal Maestro Vol. 2. No. 1 April 2019, ISSN 2655-3430 | 195
Berdasarkan perhitungan di atas, diperoleh jumlah antenna yang dibutuhkan pada tiap lantai seperti pada tabel 20.
Tabel 20. Jumlah Antena
Lantai ∑ sel capacity ∑sel coverage Jumlah Antenna 3 1 2 2 19 1 5 5 56 1 5 5 4.4.3 Hasil Simulasi
Gambar 17. Grafik RSRP Perencanaan IBC Lantai 3
Gambar 18. Grafik SINR Perencanaan IBC Lantai 3
Gambar 19. Grafik RSRP Perencanaan IBC Lantai 19 dan 56
Gambar 20. Grafik SINR Perencanaan IBC Lantai 19 dan 56
Berdasarkan pada gambar 17, 18, 19 dan 20 dapat dilihat hasil simulasi pada lantai 3 pada perencanaan IBC diperoleh nilai ratarata RSRP -56.51 dBm dengan Standar Deviasi 8.98, dan nilai
SINR rata-rata sebesar 18.36 dB dengan Standar Deviasi 11.79. untuk hasil simulasi lantai 19 dan 56 diperoleh nilai rata-rata RSRP -58.31 dBm dengan Standar Deviasi 12.23 dan nilai SINR rata-rata sebesar 11.34 dB dengan Standar Deviasi 8.22. 4.5 Upgrade Carrier Module
Upgrade carrier module ditujukan untuk
menambah kapasitas jaringan. Dengan dilakukannya hal ini akan mampu memperbaiki
performa jaringan dalam menangani jumlah user
yang lebih banyak. Dengan menggunakan metode
ini diperoleh untuk carrier 10 MHz dengan nilai
mean throughput initial adalah 10.809 Mbps dengan mean RSRP-86.6 dBm berubah menjadi carrier 15
MHz dengan nilai mean throughput 36.568 Mbps
dengan mean RSRP -86.6 dBm.
Gambar 21. Throughput Carrier Final
Gambar 22. RSRP Final
4.6 Analisa Perbandingan
Berdasarkan pada hasil ketiga metode diatas, maka dilakukan analisa perbandingan sehingga dapat ditentukan metode yang paling efektif dan efisien digunakan untuk diimplementasikan. Perbandingan ketiga solusi diatas ditinjau berdasarkan poin berikut ini.
Jurnal Maestro Vol. 2. No. 1 April 2019, ISSN 2655-3430 | 196
4.6.1 RSRP (Reference Signal Received Power)
Untuk skenario pemasangan repeater pada
lantai 3 diperoleh nilai RSRP sebesar -52 dBm, lantai 19 dan 56 dengan nilai -66.32 dBm, sedangkan pada skenario perencanaan IBC lantai 3 diperoleh nilai -56.51 dBm, lantai 19 dan 56 diperoleh nilai -58.31 dBm, dan pada skenario
upgrade carrier module setelah module
ditingkatkan menjadi 15 MHz nilai RSRP tetap
menjadi -86.6 dBm dalam kondisi outdoor sehingga
dapat diasumsikan bahwa level daya sinyal di indoor
lebih buruk dari -86.6 dBm. Berdasarkan hal tersebut, maka bisa ditentukan RSRP yang paling baik adalah skenario perencanaan IBC tetapi tidak
terlalu jauh dari skenario pemasangan repeater.
Tabel 21. Perbandingan Data Existing dan Data After Optimasi
4.6.2 SINR (Signal to Interference Noise Ratio) SINR merupakan perbandingan antara daya sinyal dengan interferensi, sehingga diharapkan dengan semakin baik nilai SINR, maka semakin baik pula kemampuan sistem dalam melewatkan
informasi. Untuk skenario upgrade carrier module
setelah modul ditingkatkan menjadi 15 MHz, nilai
throughput meningkat menjadi 36.568 Mbps,
sedangkan untuk pemasangan repeater pada lantai 3
diperoleh nilai SINR 10.33 dB, pada lantai 19 dan 56 diperoleh nilai 13.18 dB. Dan untuk perencanaan IBC lantai 3 diperoleh nilai 18.36 dB, pada lantai 19 dan 56 diperoleh nilai 11.34 dB. Dalam hal ini, SINR yang dapat dibandingkan adalah skenario
pemasangan repeater dan perencanaan IBC,
sehingga dapat disimpulkan bahwa SINR yang paling baik adalah skenario perencanaan IBC. 4.6.3 Kapasitas Sistem
Kapasitas yang dimaksud adalah kemampuan
sistem dalam menampung user. Untuk skenario
upgrade carrier module dengan meningkatkan carrier module menjadi 15 MHz, maka semakin
banyak pula user yang dapat dilayani oleh eNode B.
Sedangkan untuk skenario pemasangan repeater
yang menggunakan site donor yaitu L_PURI_MAL
sektor 2, maka kapasitas sistem tidak bertambah atau
tergantung oleh kapasitas site donor yang masih
menggunakan carrier module 10 MHz. Berbeda
dengan perencanaan IBC yang memberikan solusi
pembangunan site indoor baru, maka kapasitas
sistem akan bertambah lebih besar sesuai dengan
Radio Remote Unit (RRU) yang digunakan.
Sehingga dapat disimpulkan skenario yang memberikan kapasitas sistem yang besar adalah perencanaan IBC.
4.6.4 Penambahan Perangkat
Untuk ketiga skenario, ketiganya melakukan perangkat tambahan, namun yang berbeda adalah banyaknya perangkat yang diperlukan. Untuk
skenario upgrade carrier module, perangkat yang
dibutuhkan hanya carrier module 15 MHz yang
ditambahkan di site L_PURI_MAL. Untuk skenario
pemasangan repeater maka dibutuhkan perangkat
repeater. Sedangkan untuk skenario perencanaan IBC yang membutuhkan lebih banyak perangkat
karena dilakukan pembangunan site baru yaitu
perangkat eNode B, dan untuk berhubungan dari BTS ke Antenna Omni maka dibutuhkan perangkat
untuk backbone. Sehingga dapat disimpulkan bahwa
skenario yang paling banyak membutuhkan perangkat adalah perencanaan IBC.
4.6.5 Cost yang Dibutuhkan
Besarnya biaya yang dibutuhkan dapat berbanding lurus dengan penambahan perangkat. Berdasarkan perbandingan penambahan perangkat, skenario yang paling banyak membutuhkan perangkat tambahan adalah skenario IBC, maka bisa disimpulkan yang membutuhkan biaya yang paling besar adalah skenario perencanaan IBC.
Tabel 21. Analisis Perbandingan Skenario
No. Perbandingan Pemasangan Repeater Perencanaan IBC Upgrade Carrier Module 1. RSRP Meningkat Meningkat Tetap 2. Kapasitas Tergantung site donor Meningkat Meningkat
3. SINR Baik Baik Baik
4. Penambahan Perangkat Bertambah Bertambah Bertambah
5. Cost Sedang Lebih tinggi dibandingkan dengan pemasangan repeater Lebih Rendah dibandingkan pemasangan repeater
V.KESIMPULANDANSARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan teori, perhitungan, simulasi dan analisis pada penelitian dalam tugas akhir ini, didapatkan kesimpulan sebagai berikut :
1. Optimasi Jaringan LTE yang dilakukan dengan
menggunakan skenario pemasangan repeater,
perencanaan IBC dan upgrade carrier module.
2. Berdasarkan skenario upgrade carrier module
ditingkatkan dari carrier 10 MHz menjadi 15
MHz, didapatkan hasil simulasi dengan
menggunakan carrier 10 MHz dengan nilai
mean throughput adalah 10.809 Mbps dengan
mean RSRP -86.6 dBm berubah menjadi
carrier 15 MHz dengan nilai mean throughput
Jurnal Maestro Vol. 2. No. 1 April 2019, ISSN 2655-3430 | 197
3. Berdasarkan skenario pemasangan repeater
didapatkan kebutuhan antenna pada lantai 3
adalah 3 antenna dengan nilai mean RSRP
-52.04 dBm dan nilai mean SINR 10.33 dB,
pada lantai 19 adalah 3 antenna dengan nilai
mean RSRP -66.32 dBm dan nilai mean SINR
13.18 dB, sedangkan pada lantai 56 terdapat 3
antenna dengan nilai mean RSRP -66.32 dBm
dan nilai mean SINR 13.18 dB.
4. Berdasarkan skenario perencanaan IBC pada
lantai 3 diperoleh kebutuhan antenna 2 buah
dengan nilai mean RSRP -56.51 dBm dan
mean SINR 18.36 dB, pada lantai 19
dibutuhkan 5 antenna dengan nilai mean RSRP
-58.31 dBm dan nilai mean SINR 11.34 dB,
sedangkan pada lantai 56 dibutuhkan 5 antenna
dengan nilai mean RSRP -58.31 dBm dan nilai
mean SINR 11.34 dB.
5. Penempatan antenna di dalam gedung
ditempatkan di kooridor apartemen, untuk memenuhi estetika penempatan antenna, sehingga memudahkan ketika implementasi
atau maintenance.
6. Solusi yang paling efektif dalam menangani
masalah jaringan seluler di Apartemen St. Moritz berdasarkan analisis perbandingan adalah perencanaan IBC.
5.2 Saran
Adapun saran penulis untuk memperoleh hasil yang lebih baik lagi dalam penelitian selanjutnya yaitu sebagai berikut:
1. Analisis coverage dan capacity dapat
menggunakan skenario lain untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat.
2. Untuk skenario upgrade carrier module
sebaiknya diganti dengan carrier aggregation
untuk hasil yang lebih kompleks.
3. Untuk simulasi lebih baik menggunakan
software yang lebih lengkap dan bagus yaitu
iBwave.
REFERENSI
[1] A. Widiyanto, “Perancangan penguatan sinyal indosat menggunakan repeater micro 3g remotek di pt. sicpa peruri sekurink,” Arsitron, vol. 4, no. 2, pp. 110–114, 2013.
[2] M. H. Triaoktora, “Analisa Perencanaan Jaringan Long Term Evolution Indoor Di Stasiun Gambir Analysis of Long Term Evolution Indoor Network Planning in Gambir,” e-Proceeding Eng., vol. 2, no. 1, pp. 1–8, 2015.
[3] I. Purnomo, “PERENCANAAN INDOOR
BUILDING COVERAGE ( IBC ) PADA JARINGAN LTE DI GEDUNG KULIAH UMUM UNIVERSITAS ISLAM BANDUNG ( UNISBA ) INDOOR BUILDING COVERAGE ( IBC ) PLANNING OF LTE NETWORK IN LECTURE HALL OF UNIVERSITAS ISLAM BANDUNG ( UNISBA ),”
Karya Ilm., pp. 1–7, 2018.
[4] A. C. U. Putri, “ANALISIS OPTIMASI COVERAGE JARINGAN LONG TERM EVOLUTION ( LTE ) TDD PADA FREKUENSI 2300 MHZ,” Semin. Nas. Inov. dan Apl. Teknol. di Ind., 2017.
[5] F. Rofiansyah, “OPTIMASI JARINGAN LTE DI JALAN UTAMA AREA BALIKPAPAN UTARA,”
Karya Ilm., pp. 1–8, 2018.
[6] S. Zunaierlan, “Perencanaan Jaringan 4G Long Term Evolution Pada Area Universitas Budi Luhur,” Tugas Akhir, 2015.
[7] E. Neufert, Data Arsitek, Jilid 1. Jakarta: Erlangga, 1996.
[8] J. Zhang and G. de la Roche, Femtocells: Technologies and Deployment. Cichester, United
Kingdom: John Wiley & Sons, 2010. [9] H. Technologies, Radio Network Capacity